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    北京pk10是国家彩票吗 LTE核心网简介

    北京赛车贫pk10:LTE核心网简介.ppt

    LTE核心网简介

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    2019-01-07 0人阅读 0 0 0 暂无简介 举报

    北京pk10是国家彩票吗 www.qdpo.net 简介:本文档为《LTE核心网简介ppt》,可适用于高等教育领域

    LTE核心网简介**一、LTE核心网网络架构及网元功能二、LTE业务实现方案及基本流程三、EPC网络组织四、EPC带宽计算Page**Page*EPS网络架构EPS(EvolvedPacketSystem)UE(UserEquipment)LTE(LongTermEvolution)SAE(SystemArchitectureEvolution)EPC(EvolvedPacketCore)SAE=EPCCourseNameConfidentialInformationofHuaweiNoSpreadingWithoutPermissionN*EPS(EvolvedPacketSystem)系统主要分为以下三个部分:UE(UserEquipment):UE是移动用户设备可以通过空中接口发起、接收呼叫。LTE(LongTermEvolution):无线接入网部分又称为EUTRAN处理所有与无线接入有关的功能。SAE(SystemArchitectureEvolution):核心网部分主要包括MME、SGW、PGW、HSS等网元连接Internet等外部PDN(PacketDataNetwork)。SAE也被称为EPC(EvolvedPacketCore)。Page*EPC网络架构SGW和PGW合设CourseNameConfidentialInformationofHuaweiNoSpreadingWithoutPermissionN*在EPS系统部署初期LTE网络覆盖不大用户数较少PGW的容量远超过当前用户数移动性需求也很小。采用SGW与PGW合设部署S接口成为内部接口不用部署SGW和PGW之间的传输设备可以降低网络部署和管理的复杂度减少了信令开销和数据报文的转发开销降低了系统时延节省了运营商的部署成本。Page*EPC网络架构SGW和PGW分设CourseNameConfidentialInformationofHuaweiNoSpreadingWithoutPermissionN*在EPS系统部署中期随着用户数的增长PGW的容量会逐渐成为瓶颈主要体现在:业务性能需求:随着用户数的增长业务性能需求也急剧上升包括吞吐量、内容计费、DPI(DeepPacketInspection)、在线计费SGW和PGW业务处理能力对设备资源需求的矛盾越来越大。移动性需求:随着LTE网络覆盖越来越大移动性需求急剧增加包括LTE内的切换、GG与LTE之间的系统切换、以及NonGPP与LTE之间的系统切换这样导致SGW和PGW的信令处理负荷急剧上升。因此需要将SGW分离出来SGW作为接入锚点进行接入侧信令和数据的处理完成大量切换信令处理而PGW作为业务锚点完成丰富的业务处理包括IP地址分配、DPI、内容计费、在线计费、业务策略控制、防火墙和NAT(NetworkAddressTranslation)。Page*EPS网络功能EPS网络实现以下逻辑功能:网络接入控制功能数据路由和转发功能移动性管理功能安全功能无线资源管理功能网络管理功能CourseNameConfidentialInformationofHuaweiNoSpreadingWithoutPermissionN*网络接入控制功能:网络选择接入网络选择鉴权和授权功能准入控制功能:准入控制功能的目的是用来确定用户请求的资源是否可获取并保留这些资源。增强的策略和计费功能合法监听无线资源管理功能:无线资源管理功能关注于无线通信链路的分配和维护。无线资源管理功能是由接入网实施的。网络管理功能:提供操作维护相关的功能。Page*EPC主要逻辑网元功能MME:mobilitymanagemententityPGW:packetdatanetworkgatewaySGW:servinggatewayHSS:homesubscriberserverPCRF:policyandchargingrulefunctionCourseNameConfidentialInformationofHuaweiNoSpreadingWithoutPermissionN*MME负责控制面的移动性管理包括用户上下文和移动状态管理分配用户临时身份标识等。*TDLTE网络结构负责无线资源管理负责移动性管理功能负责用户面接入功能提供承载控制、计费、地址分配和非GPP接入等功能根据用户特点和业务需求提供数据业务资源管控提供鉴权和签约等功能用户设备(UE)接入网(EUTRAN)核心网(EPC)整个TDLTE系统由部分组成Page**扁平化、全IP化无BSCRNC由于LTE的高速率将来LTE对传输网络需求巨大(以G为单位)个宏站带宽需求在M以上需要提前做好传输网络规划和建设。核心网网络变化及传输需求Page*TDLTE与TDG协同组网网络结构电路域MGWMSCSERVERGMGW分组域SGSNGGSNSBCIMMGW其它IMS网元HSSMGCFSBCASCMIMSMMESGWEPCPGWSAEGW其它数据业务网HLRGMSCSERVERHSSinternet(CMNet)集团客户、家庭用户SMMESUSaS完成类似于SGSN的功能完成类似于GGSN的功能SSSGiTDLTE仅存在核心网分组域(EPC)GrGnGnSGs:MME普通MSCSLTE短信CSFallBack话音Sv:MMESRVCCMSCSLTEVoIMSSRVCC*核心网网络融合降低负荷?;ね蹲蔖age**一、LTE核心网网络架构及网元功能二、LTE业务实现方案及基本流程三、EPC网络组织四、EPC带宽计算Page**简要流程EUTRANMMESGWEPC(EvolvedPacketCore)PGWSAEGateway外部数据网eNodeBIP网络HSSDNS()“四元组”鉴权()请求APN解析(默认承载)()返回SGW、PGW地址列表()选择SGW、PGW()PGW地址()请求为用户建立默认承载()为用户建立默认承载(分配用户IP地址)用户接入网络后系统立即为用户建立一个“默认承载”(类似于PDP)AlwaysOnLine用户需要IP地址后续当用户需要与外部数据网通信时使用已经建立的“默认承载”LTE数据业务方案Page**LTE短信业务方案基于GPP标准规定的SGs接口方式EUTRANMMESGWPGWSAEGWeNodeBHSSIP网络电路域MSCServer现网短信中心SGs接口仅用于“短信”全网全省可固定选择个MSCSHLR融合的HSSHLRLTE“单待”终端驻留在LTE网络时不能使用GTD电路域短信业务适用于:计费信息通知接收“彩信”:MME与MSCS之间通过SGs接口执行联合位置更新HLR记录用户位于此MSCS、、:正常的短信业务流程短信中心将“短信”发送至MSCS:MSCS通过SGs接口将“短信”发送至MME:MME将“短信”通过LTE网络发送至用户Page*LTE语音业务方案双待终端EUTRANMMESGWPGWSAEGWEPC电路域SGs接口拜访MSCServer双待单卡终端GTDSGs接口短信MSCServer单待单卡终端双待双卡终端AC“单待”终端:执行SGs接口联合位置更新“双待”终端:不执行SGs接口联合位置更新A:话音业务B:数据业务C:单待终端的短信业务BHSSHLR双待终端:始终由电路域提供话音业务Page*LTE话音业务方案CSFB?中国移动通信集团设计院有限公司EUTRANMMESGWPGWSAEGatewayeNodeBHSSDNSIP网络电路域MSCServerMGWEvolvedPacketCoreIP网络LTE终端(多模单待)其它数据业务网同时LTE终端将数据业务也切换到GTD分组域IMS核心网LTE终端的来话呼叫HLR用户接入LTE网络鉴权、位置更新通过SGs接口执行“联合位置更新”主叫局查询HLRHLR将MSCS提供的MSRN返回给主叫局主叫局将呼叫接续至MSCS通过SGs接口通知终端此时有一个CS域来话呼叫终端切换至TDG网络响应寻呼建立话路连接、与LTE共覆盖区的所有MSCServer均需改造支持CSFB、LTE终端需支持CSFB终端位于TDG网由电路域提供业务终端位于LTE网:主叫:切换至电路域提供业务被叫:通过LTE得到来话通知后切换至TDG无线网通过电路域接收呼叫Page*LTE话音业务方案VoIMS(VoLTE)利用TDLTEEPC作为透明传送的IP通道将TDLTE终端接入IMS网络由IMS网络为用户提供话音业务LTEVoIMS。EUTRANMMESGWPGWSAEGatewayeNodeBIP网络电路域MGWEPCIP网络话音业务其它数据业务网IMS核心网LTE终端切换到GTD网络MME控制话音切换MSCServerMSCServerEnhanecdSRVCCMGWMME与SRVCCMSCS之间新增Sv接口传送“切换”信息SRVCC实现方案:切换流程复杂时延较长可能会影响成功率现网改造或新建终端位于TDG网由电路域提供业务终端位于LTECMIMS负责业务处理LTEEPC提供IP通道Page*一、LTE核心网网络架构及网元功能二、LTE业务实现方案及基本流程三、EPC网络组织四、EPC带宽计算Page**eNodeB与MME之间的网络组织方案一:为每个eNodeB固定配置其所归属的一个MMEMMEMME方案二:MMEPOOLMMEMME用户第一次附着在网络中时由eNodeB负责为用户选择个MME同时MME为用户分配一个GUTIGUTI=MCCMNCMMEGIMMECMTMSIMMEPOOL号标识MME标识MMEPOOL是GPPR版本的必选基本功能增加了MME向eNodeB的反馈机制(MME可以向eNodeB下发weight标识自己的负荷状态供eNodeB选择POOL内的MME)√建议:采用方案二MMEPOOL作为基本的必选功能要求当MME数量达到个以上且覆盖区域连续的情况下部署MMEPOOLPage*SGW与eNodeB之间的网络组织MMESGWIP网络PGWSGWSGWeNodeBeNodeBeNodeBMMESGWIP网络PGWSGWSGWeNodeBeNodeBeNodeB用户跨eNodeB漫游时需要跨SGW重新建立DefaultBearer用户跨eNodeB漫游时重新建立DefaultBearerSGW不改变方案一:归属连接设置eNodeB与SGW的归属关系即:各eNodeB的业务仅由固定的一个(或两个)SGW负责疏通方案二:全连接不设置eNodeB与SGW的归属关系即:各eNodeB的业务由一组SGW负荷分担的疏通√Page*eNodeBEPCeNodeBPTNPTNPTN城市城市省会城市MMESAEGWeNodeBEPCeNodeBPTNPTNPTN城市城市省会城市MMESAEGWIP承载网CECEARARBRAR方案一:PTN直接互连方案二:PTN通过IP承载网互连eNodeB与核心网之间IP承载方案√Page*建议:采用方案一SX接口(无线网与核心网之间)承载方案Page*方案一:PTN直接互连方案二:PTN通过IP承载网互连IP地址分配集团统一制定原则省内PTN自行规划需要IP承载网专门配置SX接口的MPLSVPN并统一规划和分配IP地址资源对IP承载网资源的占用无需占用IP承载网的资源、需占用IP承载网的地址资源(尤其是随着eNodeB数量的增加将来需占用较多的IP地址资源)、需占用CE的接口有可能需新建CE并增加对AR接口资源的占用、IP承载网的传输带宽需扩容对二干传输资源的占用需配置专用的资源用于LTE但总量与方案二基本相当可共用IP承载网的传输资源。但是由于IP承载网是采用“轻载”的设计理念需要IP承载网预留较多的传输资源用于话音业务的保障。例如:原ARBR:目前配置为个GE传输资源S接口需要GE传输则ARBR需改造为()=~个GE网络结构清晰、简单业务网直接承载在具备IP功能的传输网上跨本地网的业务在业务网与具备IP功能的传输网之间增加了一层IP路由。(业务流多经过了CE、AR、BR的转接增加了时延)对IP承载网“话音”业务的影响无影响话音业务是“固定带宽”LTE主要承载的是“可变速率”的数据业务为避免突发的数据业务流量对话音业务资源的挤占需要IP承载网提供对“话音业务”资源保障功能安全性封闭的网络安全性较高IP承载网安全性较高电路域MGWMSCSERVERGMGWGGSNPDNGMSCSERVERBSCRNCSGSN分组域HLRIP专网CMNETCMNET中国移动TDG核心网的IP承载网络现状EPC内部及与TDG分组域间IP承载方案Page*SGSNGGSNIP承载网方式一:BG互通SAEGWGGSN方案一:EPC融合设备承载在IP承载网TDG核心网分组域承载在CMNetCMNETCMNETSGSNGGSNIP承载网方式二:接口互通SAEGWGGSNCMNETCMNET需配置BGBG集中设置路由迂回严重BG分散设置增加投资较多需通过BG的业务包括:部分SGSN之间的切换(信令、媒体)MMESGSN的TDG业务部分LTE终端在TDG无线网的业务MME、SGSN查询融合DNS的信令、融合设备的Gn接口与SS接口需分别独占物理接口不能共用接口资源不能共享降低设备使用效率、融合DNS位于CMNetEPC内部通信仍需通过CMNet访问DNS、承载路由复杂不便于维护管理、融合设备同时连接CMNet和IP承载网为IP承载网引入安全隐患MMESGSNMMESGSNEPC内部及与TDG分组域间承载方案BGBG不建议采用方案一Page*SGSNGGSN方式一:承载在IP承载网SAEGWGGSNCMNETCMNET方式二:承载在CMNet需要现网TDG核心网分组域设备完成Gn接口割接SGSNGGSNSAEGWGGSNCMNETIP承载网现网TDG核心网分组域设备改造为融合设备工程实施较为简单SGSNMMESGSNMMEEPC内部及与TDG分组域间IP承载方案方案二:EPC融合设备与TDG核心网分组域承载在同一张IP承载网(CMNet或IP承载网)Page*EPC内部及与TDG分组域间IP承载方案方案二中两种承载方式的比较鉴于如下原因:目前LTE以承载高速数据业务为主EPC采用与TDG分组域融合组网模式LTEVoIMS方案尚不成熟建议:宜采用方式二CMNet承载目前VoLTE承载仍采用CMNet承载)Page*方案二方式一:承载在IP承载网方式二:承载在CMNet业务质量现网业务影响话音业务是“固定带宽”LTE主要承载的是“可变速率”的数据业务为避免突发的数据业务流量对话音业务资源的挤占需要IP承载网提供对“话音业务”资源保障功能根据业务量对CMnet适当扩容对分组域业务质量无影响LTE业务影响、目前IP承载网承载容量较低为保证LTE业务质量IP承载网需规模扩容(取决于跨SGW、PGW的业务量目前尚难预测)、后续LTEVoIMS业务仍需涉及话音业务质量保障的问题、对于数据业务CMNet的承载容量较大可视业务发展扩容、后续LTEVoIMS业务仍需涉及话音业务质量保障的问题安全性现网设备的影响不引入新的风险同现网EPC核心网安全性EPC网元承载在IP承载网上安全性较好同现网工程实施需要现网设备割接至IP承载网便于初期的融合组网一、LTE核心网网络架构及网元功能二、LTE业务实现方案及基本流程三、EPC网络组织四、EPC带宽计算Page**网络设计带宽计算的基本概念话务模型峰均比协议封装效率(协议扩展因子)物理带宽利用率装载率Page*基本概念话务模型典型话务模型参数示例Page*网络设计带宽计算的基本概念话务模型峰均比协议封装效率(协议扩展因子)物理带宽利用率装载率Page*基本概念峰均比峰值:保证的流量(折线下的面积)能够正常通过的取值均值:所有测量点的算术平均值峰均比:峰值均值均值峰值最大值峰值不是单纯意义上的最大值喔!Page*Chart时间速率SheetLGCFR文档密级LDC华为机密未经许可不得扩散R第P页共N页SheetSheetCFR文档密级LDC华为机密未经许可不得扩散R第P页共N页SheetCFR文档密级LDC华为机密未经许可不得扩散R第P页共N页峰均比--WWW业务仿真情况对于WWW业务几个典型值如下(此处u为平均流量):系统吞吐量小于μ能够保证的用户数据流量正常通过吞吐量小于μ能够保证概率为的用户数据流量正常通过吞吐量小于μ能够保证概率接近为的用户数据流量正常通过从上述可见倍均值的吞吐量已经接近累计概率因此在满足一定的QOS要求条件下WWW业务网络节点峰均比取已经能满足要求。Page*峰均比--现网局点流量统计结果峰均比基本都在以下高于的局点都是极小流量的局点流量越大越能反映实际的峰均比。PS网络规划推荐的峰均比::如果客户有更高QOS需求可以使用:均峰比。Page*网络设计带宽计算的基本概念话务模型峰均比协议封装效率(协议扩展因子)物理带宽利用率装载率Page*核心网相关接口协议Page*EPC核心网控制面协议栈示意图核心网相关接口协议Page*EPC核心网用户面协议栈示意图常见协议封装格式以太帧EthernetII帧格式在帧头有个字节的前同步码一个字节的定界符在帧尾还有个字节的帧校验序列。MAC帧总共花费的字节数是:+++++=bytesPage*常见协议封装格式IP报文IP头部字节数是:bytes(固定长度)Page*版本首部长度服务类型总长度标识标志段偏移寿命协议首部检验和源站IP地址目的站IP地址长度可变的任选字段填充长度可变个字节固定长度常见协议封装格式UDP报文UDP头部字节数是:bytesPage*常见协议封装格式GTP报文(V)GTP头部字节数:bytes字节Page*常见协议封装格式SIGTRANSIGTRAN各层网络开销Page*封装开销长度SCCP头长度bytesMUA头长度bytesSCTPUDPbytesbytesIPIPVIPVbytesbytes协议封装效率(扩展因子)协议栈封装效率:指的是业务净荷与所需物理层带宽的比值。与采用的协议封装格式以及业务净荷长度相关。扩展因子=协议栈封装效率SU的封装效率=X(X)Note:、协议及IP包头长度、X,GTP净荷的长度话务模型平均包长示例:SU协议栈)协议封装效率是可变的取决于协议栈和平均包长!Page*SUProtocolHeader(Bytes)PDUXGTPUUDPIPEthernetTotal协议栈封装效率--SMME封装效率=X(X)Note:X,GTP净荷的长度SAPEthernetPHYServiceBitRateBitRateunderEthSCTPIPPage*ProtocolHeader(Bytes)SAPSCTPIPEthernetTotal协议栈封装效率--Sa封装效率=X(X)Note:X,GTP净荷的长度DiameterEthernetPHYServiceBitRateBitRateunderEthSCTPIPPage*ProtocolHeader(Bytes)DiameterSCTPIPEthernetTotal协议栈封装效率--SU封装效率=X(X)Note:X,GTP净荷的长度GTPUEthernetPHYServiceBitRateBitRateunderEthUDPIPPage*ProtocolHeader(Bytes)GTPUUDPIPEthernetTotal协议栈封装效率--SS封装效率(V)=X(X)Note:X,数据报平均长度单位bytePage*ProtocolHeader(Bytes)GTP(V)UDPIPEthernetTotal(V)协议栈封装效率--SS封装效率(V)=X(X)Note:X,数据报平均长度单位bytePage*ProtocolHeader(Bytes)GTP(V)UDPIPEthernetTotal(V)协议栈封装效率--SGi封装效率=X(X)Note:X,数据报平均长度单位bytePage*ProtocolHeader(Bytes)EthernetTotal主要接口协议栈开销汇总Page*接口连接网元协议栈协议栈开销SMMEeNodeBMMESAPSCTPIPLL字节SUeNodeBSGWGTPUUDPIPLL字节SSGWPGWGTPUUDPIPLL(用户面)GTPCUDPIPLL(控制面)字节SSGWPGW(其它PLMN)跟S一样字节SaHSSMMEDiameterSCTPIPLL字节GxPGWPCRFDiameterSCTPIPLL字节SMMEMMEGTPCUDPIPLL字节SMMESGWGTPCUDPIPLL字节SGiPGW外部数据网应用IPLL字节协议栈封装效率--实例Page*平均包长X      接口类型(用户面)协议栈封装效率协议栈封装长度封装效率SUX(X)SS(GTPv)X(X)SGiX(X)网络设计带宽计算的基本概念话务模型峰均比协议封装效率(扩展因子)物理带宽利用率装载率Page*网络设计带宽计算的基本概念物理带宽利用率控制协议开销:比如以太网广播消息、ARP消息等物理层传输开销:帧间隙等物理带宽利用率=*(控制协议开销)*(物理层传输开销)物理带宽利用率是不变的表征物理接口实际可以使用的带宽与物理承载相关。Page* 控制协议开销物理层传输开销物理带宽利用率以太网接口网络设计带宽计算的基本概念话务模型峰均比协议封装效率(扩展因子)物理带宽利用率装载率Page*平均净荷流量装载率定义平均净荷流量乘峰均比计算出峰值流量峰值净荷流量添加协议栈封装峰值净荷流量装入根据话务模型计算流量等传输信令装载率=话务模型Page*装载率的计算方法装载率峰均比协议栈封装效率物理带宽利用率装载率=(峰均比)×协议栈封装效率×物理带宽利用率平时峰均比节假日峰均比SU接口封装效率SS接口封装效率SGi接口封装效率……物理层传输开销其它控制协议开销Page*装载率--推荐值(假设平均包长)装载率=规格×(峰均比)×封装效率×物料带宽利用率Page*接口类型规格峰均比封装效率物理带宽利用率装载率SaSUSS(GTPv)SGi单板转发能力系统容量CG硬盘容量系统内单板CPU带宽计算方法(用户面SUSSGi)平均净荷流量×协议扩展因子平均净荷流量×峰均比输出根据话务模型计算流量等话务模型端口个数需求=(物理端口带宽理论值×物理带宽利用率)Page*平均净荷流量话务模型带宽计算方法(用户面)平均净荷流量×××===Page*Page*谢谢!****CourseNameConfidentialInformationofHuaweiNoSpreadingWithoutPermissionN*EPS(EvolvedPacketSystem)系统主要分为以下三个部分:UE(UserEquipment):UE是移动用户设备可以通过空中接口发起、接收呼叫。LTE(LongTermEvolution):无线接入网部分又称为EUTRAN处理所有与无线接入有关的功能。SAE(SystemArchitectureEvolution):核心网部分主要包括MME、SGW、PGW、HSS等网元连接Internet等外部PDN(PacketDataNetwork)。SAE也被称为EPC(EvolvedPacketCore)。CourseNameConfidentialInformationofHuaweiNoSpreadingWithoutPermissionN*在EPS系统部署初期LTE网络覆盖不大用户数较少PGW的容量远超过当前用户数移动性需求也很小。采用SGW与PGW合设部署S接口成为内部接口不用部署SGW和PGW之间的传输设备可以降低网络部署和管理的复杂度减少了信令开销和数据报文的转发开销降低了系统时延节省了运营商的部署成本。CourseNameConfidentialInformationofHuaweiNoSpreadingWithoutPermissionN*在EPS系统部署中期随着用户数的增长PGW的容量会逐渐成为瓶颈主要体现在:业务性能需求:随着用户数的增长业务性能需求也急剧上升包括吞吐量、内容计费、DPI(DeepPacketInspection)、在线计费SGW和PGW业务处理能力对设备资源需求的矛盾越来越大。移动性需求:随着LTE网络覆盖越来越大移动性需求急剧增加包括LTE内的切换、GG与LTE之间的系统切换、以及NonGPP与LTE之间的系统切换这样导致SGW和PGW的信令处理负荷急剧上升。因此需要将SGW分离出来SGW作为接入锚点进行接入侧信令和数据的处理完成大量切换信令处理而PGW作为业务锚点完成丰富的业务处理包括IP地址分配、DPI、内容计费、在线计费、业务策略控制、防火墙和NAT(NetworkAddressTranslation)。CourseNameConfidentialInformationofHuaweiNoSpreadingWithoutPermissionN*网络接入控制功能:网络选择接入网络选择鉴权和授权功能准入控制功能:准入控制功能的目的是用来确定用户请求的资源是否可获取并保留这些资源。增强的策略和计费功能合法监听无线资源管理功能:无线资源管理功能关注于无线通信链路的分配和维护。无线资源管理功能是由接入网实施的。网络管理功能:提供操作维护相关的功能。CourseNameConfidentialInformationofHuaweiNoSpreadingWithoutPermissionN*MME负责控制面的移动性管理包括用户上下文和移动状态管理分配用户临时身份标识等。******

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